Конструкция и принцип действия газового эжектора

Очень часто на загородных участках нет централизованного водоснабжения. Поэтому владельцам частных домов приходится бурить скважины и организовывать систему водопровода самостоятельно. Однако нередко напорные воды находятся на большой глубине. В этом случае добыча воды осложняется тем, что обычного насоса для транспортировки воды становится недостаточно. Поэтому очень часто в такие системы устанавливается эжектор.

Принцип работы эжектора

Чем больше глубина скважины, тем труднее набрать из нее воду. Поэтому для перемещения жидкости по трубопроводу используется насос. Однако при глубине скважины более 7 метров обычного такого прибора будет недостаточно. В этом случае можно приобрести более мощное погружное устройство или дополнить систему эжектором, который позволит полностью разрешить эту проблему.

Принцип работы эжектора можно понять, изучив представленную иллюстрацию

Эжекторный насос – это такое устройство, которое перемещает энергию одной среды в другую. Его принцип действия основан на увеличении напора воды в трубопроводе за счет быстрого движения жидкости по специальному ответвлению.

Такой принцип работы позволяет увеличить мощность уже существующей поверхностной насосной станции. Благодаря этому можно добывать воду из скважины глубиной до 40 метров. Чтобы лучше понять, как работает это устройство, необходимо проследить за его действием.

Принцип работы эжекторного насоса:

1. Вода поступает через сопло в эжектор. При этом диаметр поперечного сечения сопла меньше диаметра входа в эжекторную систему.
2. Благодаря прохождению через узкое сопло в камеру с более большим диаметром жидкость существенно ускоряется. Таким образом, увеличивается ее напор. В камере смесителя образуется область с более низким давлением.
3. Благодаря разряженной атмосфере в камеру начинает всасываться с огромной скоростью жидкость, которая находится под более высоким давлением.

Такое устройство очень полезно для глубоких скважин. Ведь оно позволяет быстро выкачивать воду из самых глубоких отверстий.

Разновидности эжекторных насосов

Эжекционный насос – это полезная в хозяйстве вещь, особенно если на участке присутствуют глубокие скважины. Чтобы было удобно ими пользоваться, необходимо выбрать подходящий для себя вариант насосного оборудования.

Эжекторы имеют достаточно простое устройство. Именно поэтому их несложно сделать своими руками.

Существует несколько типов эжекторных насосов, они делятся по принципу работы и устройству:

1. Пароэжекторный насос откачивает газообразные среды из замкнутых пространств. Благодаря этому поддерживается разряженная среда. Такие эжекторы используется достаточно часто.
2. Струйный паровой эжектор высасывает газы или воду из замкнутого пространства за счет энергии струй пара. В этом случае струи пара выходят из сопла и заставляют двигаться воду, которая выходит из кольцевого канала через сопло.
3. Газовый (или воздушный) эжектор сжимает газы, которые уже находятся в разряженной среде, с помощью высоконаправленных газов. Этот процесс происходит в смесителе, из которого вода перетекает в диффузор, где она тормозится, а напряжение растет.

Эжекторные насосы обладают отличными эксплуатационными свойствами

Также эжекторы отличаются по месту их установки:

1. Встроенный водяной эжектор устанавливается внутрь насоса или рядом с ним. Благодаря такому расположению прибор занимает минимум места и не боится грязи. Кроме того, такие устройства не требуют установки дополнительных фильтров. Они используются для скважин, глубина которых не более 10 метров. К тому же встроенные эжекторы издают при работе массу шума и требуют мощного насоса.
2. Устройство, которое называется выносным (или внешним), может устанавливать на некотором расстоянии от насоса, но не более 5 метров. Их нередко ставят в самой скважине.

Все разновидности эжекторов подойдут для использования в частном доме. Они помогают быстро откачать из скважины воду, несмотря на ее глубину.

Изготовление своими руками

Эжекторы вполне возможно делать своими руками. Конечно, такая работа требует определенной ответственности и внимательности, но она все же вполне выполнима.

Особой популярностью пользуется вакуумный насос. Чертежи и схема такого устройства предельно понятны.

Эжектор, конечно, можно легко купить в готовом виде. Однако если вы хотите значительно сэкономить, то лучше сделать его самостоятельно.

Изготовление эжектора своими руками:

1. Необходимо взять тройник и закрепить на нем штуцер таким образом, чтобы патрубок штуцера поместился во внутрь тройника и не выступал из него. Если патрубок слишком длинный или короткий, то это можно исправить. В первом случае его можно сточить, а во втором — нарастить полимерную трубку.
2. Теперь необходимо поработать с частью, которая будет подсоединяться к насосу. Для этого вверху тройника прикручивается переходник.
3. Внизу тройника в той части, где стоит штуцер, прикручивается отвод в форме уголка. Он будет соединяться с рециркуляционной частью эжектора.
4. В боковой части тройника также вкручивают переходник уголкового типа. Его присоединяют в трубу с помощью цангового зажима.

Все соединения необходимо загерметизировать специальной лентой.

Правила установки и первый запуск

После того как вы соберете эжектор, его необходимо правильно установить. Если следовать инструкции, то сделать это будет несложно. Ведь само изделие имеет очень простую конструкцию. На эжекторе есть три выхода. К каждому из таких выходов обязательно нужно подключить свою трубу.

Первым делом труба прикрепляется к тому выходу, который будет забирать воду из колодца. Он находится на боковой части устройства. На конце такой трубы монтируется фильтр и обратный клапан. Труба, которая используется для забора, должна быть длинной, но при этом не нужно, чтобы она доставала до самого дна скважины.

К нижней части эжектора подключается труба с зауженным штуцером. Это магистраль для циркуляции воды. Второй конец трубы подключается к емкости. Из нее будет забираться вода для создания обратного потока. К верхней части эжектора подключается третья труба. Другим концом она монтируется на насос.

Как произвести первый запуск станции:

1. Залейте воду в отверстие эжектора и перекройте кран, который позволяет перемещаться воде от насоса по водопроводу.
2. Далее насос необходимо выключить на полминуты, а затем включить его. Откройте кран и выпустите часть воздуха из системы.
3. Повторяйте эти действия до тех пор, пока водопровод не наполнит трубы водой.
4. Включите насос, дождитесь, пока система наполнится водой, и насос автоматически отключится. Откройте кран и дождитесь, пока трубы опустошатся, и насос включится вновь.

Если вода не идет, система собрана неправильно. В этом случае придется найти неполадку и устранить ее. Именно поэтому первый запуск нужно осуществлять описанным способом.

Эжектор нужен тем, кто живет в частном доме и имеет очень глубокую скважину. Такая система позволит использовать не очень мощный насос максимально эффективно.

Газовый эжектор

Газовые эжекторы наиболее широкое применениз нашли в установках НТС для сбора газов выветривания нестабильного ко яен-сата. [2]

Газовый эжектор должен быть надежен в эксплуатации и обеспечивать подачу газа из скважин в газопровод. Надежность работы газового эжектора зависит от износа отдельных его деталей и от засорения проходных отверстий. Опыт эксплуатации показал, что детали изнашиваются незначительно и что работу машины можно легко регулировать. Поскольку диаметр сопел высокого давления небольшой и для газа высокого давления может быть 5 — 6 мм, то принимаются специальные меры по очистке газа. Это объясняется тем, что здесь скорость газового потока выше скорости образования гидратов. [3]

Газовым эжектором называется аппарат, в котором полное давление газового потока увеличивается под действием струи другого, более высоконапорного потока. Передача энергии от одного потока к другому происходит путем их турбулентного смешения. [4]

Газовым эжектором называется аппарат, в котором полное давление газового потока увеличивается под действием струи другого, более высоконапорного потока. Передача энергии от одного потока к другому происходит путем их турбулентного смешения. Эжектор прост по конструкции, может работать в широком диапазоне изменения параметров газов, позволяет легко регулировать рабочий процесс и переходить с одного режима работы на другой. Поэтому эжекторы широко применяются в различных областях техники. В зависимости от назначения эжекторы выполняются различным образом. [6]

Питание газового эжектора сжатым газом должно производиться от промышленной сети или специальной емкости, обеспечивающих заданный секундный расход. [7]

В газовых эжекторах используется свойство струи газа, движущейся в газовой среде, увлекать за собой частицы этой среды. [8]

В газовых эжекторах используется свойство струи газа, движущейся в газовой среде, увлекать за собой частицы этой среды. Таким образом, газовый эжектор представляет своего рода насос и находит широкое применение в технике. В эжекторах поток с большей скоростью ( активный газ) и поток с меньшей скоростью ( пассивный газ) вводятся через отдельные входные сопла в смесительную камеру. Смешение происходит до тех пор, пока в конце смесительной камеры поток не становится практически однородным. Из смесительной камеры поток попадает в выходной диффузор. В простейших случаях активный и пассивный газы представляют собой одно и то же ( или практически одно и то же) вещество. В других случаях оба газовых потока могут иметь различные физико-химические свойства. Различие в химической природе газов может приводить при смешении потоков к химическим реакциям, например, к горению. [9]

В газовом эжекторе происходят следующие процессы: снижение давления и увеличение скорости газа, поступившего под высоким давлением, смепгение, компримирование и уменьшение скорости газа. [11]

Промышленное опробование газовых эжекторов , проведенное на месторождениях Саратовской и Волгоградской областей, дало хорошие результаты. [12]

Критические режимы работы газового эжектора , при которых из сверхзвукового сопла вытекает цилиндрическая струя, представляют большой практический интерес, так как при заданных значениях параметров смешиваемых газов и коэффициента эжекции эти режимы в широком диапазоне изменения величин k и а близки к оптимальным. [13]

В основу работы газового эжектора положено получение такого отношения давлений высокой и низкой сторон, которое обеспечивало бы звуковые и сверхзвуковые скорости истечения газа. [14]

Рассмотрим течение в газовом эжекторе . [15]

Глубокое залегание водоносного слоя – распространенная проблема, хорошо знакомая многим владельцам земельных участков. Обычное поверхностное насосное оборудование либо вовсе не может обеспечить дом водой, либо подает ее в систему слишком медленно и со слабым напором.

Такая проблема требует скорейшего разрешения. Согласитесь, покупка нового насоса – мероприятие затратное и не всегда финансово оправданное. Разрешением такой ситуации может стать эжектор для насосной станции водоснабжения.

Мы подскажем вам, как выбрать подходящий агрегат и установить его без помощи специалистов. А также приведем пошаговый инструктаж по изготовлению и подключению самодельного эжектора. Все этапы работ сопровождаются наглядными фотографиями.

Принцип действия эжектора

Чем глубже находится вода, тем сложнее ее поднять на поверхность. На практике, если глубина скважины более семи метров, поверхностный насос справляется со своими задачами с трудом.

Разумеется, для очень глубоких скважин уместнее приобрести высокопроизводительный погружной насос. Но с помощью эжектора можно улучшить характеристики поверхностного насоса до приемлемого уровня и со значительно меньшими затратами.

Эжектор – устройство небольшое, но очень эффективное. Этот узел имеет относительно простую конструкцию, его можно даже изготовить самостоятельно из подручных материалов. Принцип работы основан на том, чтобы придать потоку воды дополнительное ускорение, что позволит увеличить количество воды, поступающей из источника за единицу времени.

Особенно удобно это решение тем, кто собирается установить или уже установил насосную станцию с поверхностным насосом. Эжектор позволит увеличить глубину забора воды до 20-40 метров.

Следует также отметить, что приобретение более мощного насосного оборудования приведет к заметному увеличению расхода электроэнергии. В этом смысле эжектор принесет заметную выгоду.

Эжектор для поверхностного насоса состоит из следующих элементов:

• всасывающая камера;
• смесительный узел;
• диффузор;
• зауженное сопло.

Работа устройства основана на принципе Бернулли. Он гласит, что если скорость движения потока увеличивается, вокруг него создается область с низким давлением. Таким образом достигается эффект разрежения. Вода поступает через сопло, диаметр которого меньше, чем размеры остальной конструкции.

Небольшое сужение придает потоку воды заметное ускорение. Вода поступает в камеру смесителя, создавая внутри него область с пониженным давлением. Под влиянием этого процесса через всасывающую камеру в смеситель попадает поток воды, находящийся под более высоким давлением.

Вода в эжектор поступает не из скважины, а от насоса. Т.е. эжектор должен быть установлен таким образом, чтобы часть воды, поднятой с помощью насоса, возвращалась в эжектор через сопло. Кинетическая энергия этого ускоренного потока будет постоянно передаваться массе воды, которая всасывается из источника.

Таким образом будет обеспечено постоянное ускорение движения потока. Насосному оборудованию понадобится меньше энергии для транспортировки воды на поверхность. В результате его эффективность возрастет, как и глубина, с которой можно забирать воду.

Часть воды, добытой таким образом, по рециркуляционной трубе снова направляется в эжектор, а остальная – поступает в водопроводную систему дома. Наличие эжектора имеет еще один “плюс”. Он всасывает воду самостоятельно, что дополнительно страхует насос от работы вхолостую, т.е. от опасной для всех поверхностных насосов ситуации “сухого хода”.

Чтобы регулировать работу эжектора, используют обычный кран. Его устанавливают на трубе рециркуляции, по которой вода из насоса направляется на сопло эжектора. С помощью крана количество воды, поступающей на эжектор, можно уменьшить или увеличить, тем самым снизив или повысив скорость обратного потока.

Выбор: встроенный или внешний?

В зависимости от места установки различают выносные и встроенные эжекторы. Большой разницы в конструктивных особенностях этих устройств нет, но расположение эжектора все же влияет некоторым образом и на монтаж насосной станции, и на ее работу.

Итак, встроенные эжекторы обычно помещают внутри корпуса насоса или в непосредственной близости от него. В результате эжектор занимает минимум места, и его не придется отдельно устанавливать, достаточно выполнить обычный монтаж насосной станции или собственно насоса.

Кроме того, расположенный в корпусе эжектор надежно защищен от загрязнений. Разрежение и обратный забор воды производится прямо в корпусе насоса. Нет необходимости устанавливать дополнительные фильтры, чтобы защитить эжектор от засорения частицами ила или песком.

Однако следует помнить, что максимальную эффективность такая модель демонстрирует на небольших глубинах, до 10 метров. Насосы со встроенным эжектором рассчитаны на такие относительно неглубокие источники, их преимущество в том, что они обеспечивают отличный напор поступающей воды.

В результате этих характеристик хватает, чтобы использовать воду не только для бытовых нужд, но и для полива или выполнения других хозяйственных операций. Еще одна проблема – повышенный уровень шума, поскольку к вибрации работающего насоса добавляется звуковой эффект от воды, проходящей сквозь эжектор.

Если принято решение об установке насоса со встроенным эжектором, то придется позаботиться о шумоизоляции особенно тщательно. Насосы или насосные станции со встроенным эжектором рекомендуется устанавливать вне дома, например, в отдельном здании или в кессоне скважины.

Электродвигатель для насоса с эжектором должен быть более мощным, чем для аналогичной безэжекторной модели.

Выносной или внешний эжектор устанавливают на некотором расстоянии от насоса, и это расстояние может быть довольно значительным: 20-40 метров, некоторые специалисты даже считают приемлемым показатель в 50 метров. Таким образом, выносной эжектор можно поместить прямо в источнике воды, например, в скважине.

Разумеется, шум от работы эжектора, установленного глубоко под землей, уже не побеспокоит жильцов дома. Однако этот тип устройства следует подключать к системе с помощью рециркуляционной трубы, по которой вода будет возвращаться к эжектору.

Чем больше глубина установки прибора, тем более длинную трубу придется опустить в скважину или колодец.

Наличие еще одной трубы в скважине лучше предусмотреть на стадии проектирования устройства. Подключение выносного эжектора также предусматривает установку отдельного накопительного бака, из которого будет производиться забор воды для рециркуляции.

Такой бак позволяет уменьшить нагрузку на поверхностный насос, сэкономив некоторое количество энергии. Стоит отметить, что эффективность работы внешнего эжектора несколько ниже, чем у встроенных в насос моделей, однако возможность значительно увеличить глубину забора заставляет смириться с этим недостатком.

При использовании внешнего эжектора нет необходимости помещать насосную станцию непосредственно возле источника воды. Ее вполне можно установить в подвале жилого дома. Расстояние до источника может варьироваться в пределах 20-40 метров, на производительности насосного оборудования это не отразится.

Особенности монтажа устройства

Как уже упоминалось, установка эжектора, встроенного в насос особых проблем не доставляет, поскольку устройство уже находится в корпусе прибора. Поверхностный насос просто подключают к водоподающему шлангу с одной стороны, а также к системе водопровода – с другой стороны.

Если же он используется в составе насосной станции, то насос соединяют с гидроаккумулятором посредством специального штуцера на пять выходов. Кроме того, насос необходимо будет подключить к контактам реле давления, чтобы обеспечить его автоматическое включение и отключение.

Перед включением поверхностного насоса его обязательно следует залить водой через предусмотренное для этого заливочное отверстие. Нельзя включать такое оборудование без воды, оно может сгореть. Если монтаж насоса выполнен правильно, эжектор будет работать без перебоев.

Но установка выносного эжектора производится по более сложной схеме. Для начала необходимо будет установить трубу, которая обеспечит обратный поток воды от накопителя к эжектору. На всасывающий отдел эжектора устанавливают обратный клапан. За ним следует поставить сетчатый фильтр, который защитит устройство от засорения.

Сверху на трубе рециркуляции необходимо установить регулировочный кран, чтобы регулировать количество воды, которая направляется к эжектору. Этот узел не является обязательным, но может существенно улучшить ситуацию с напором воды в доме.

Чем меньше воды будет возвращаться к эжектору, тем больше ее останется для водопроводной системы дома.

Таким образом можно влиять на напор воды в водопроводе. При его недостатке следует немного закрутить регулировочный кран на обратной магистрали.

Если же напор слишком большой и создает ненужную нагрузку на водопроводную систему, имеет смысл направить к эжектору большее количество воды, чтобы повысить эффективность работы насосного оборудования.

Некоторые промышленные модели эжекторов уже снабжены системой такой регулировки. В инструкции, которая прилагается к прибору, обычно подробно описан порядок настройки работы эжектора.

Использование самодельного внешнего варианта

Встроенный эжектор обычно приобретают одновременно с насосом, а вот внешнюю модель очень часто изготавливают своими руками.

Полезно будет рассмотреть процесс создания и порядок подключения такого устройства. Для того, чтобы сделать эжектор, понадобятся такие детали, как тройник с внутренними резьбовыми соединениями, штуцер, фитинги, отводы, муфты и т.п.

Собственноручная сборка эжектора

Собирают устройство следующим образом:

1. Соединяют нижнюю часть тройника со штуцером так, чтобы патрубок выхода находился вверху, а штуцер с меньшим диаметром оказался внутри эжектора.
2. Затем нужно доработать конструкцию, спилив узкую часть штуцера, если она выступает из тройника.
3. Если штуцер оказался слишком коротким, его наращивают, используя полимерную трубку.
4. На верхнюю сторону тройника навинчивают переходник с наружной резьбой.
5. К другому концу переходника с помощью фитинга присоединяют водопроводную трубу ПВХ.
6. Теперь к нижней стороне тройника, в которую уже вставлен узкий штуцер, следует присоединить отвод в виде уголка.
7. К этому отводу присоединяют трубу, по которой будет поступать обратный поток воды к эжектору.
8. К боковому патрубку тройника присоединяют еще один уголок.
9. К этому уголку с помощью цангового зажима присоединяют трубу, по ней будет всасываться вода из скважины, колодца и т.п.

Расстояние между краем тройника и штуцера должно составлять примерно 2-3 мм. Это обеспечит создание области разрежения с необходимыми характеристиками. Для закрепления рециркуляционной трубы используют обжимную гайку.

Получается, что к внутренней резьбе нижнего патрубка тройника присоединяют одновременно два элемента. Один из них (штуцер) находится внутри тройника, а второй (уголок) – снаружи. Чтобы оба они поместились на одном резьбовом соединении, следует срезать часть резьбы штуцера.

Разумеется, все резьбовые соединения должны быть уплотнены и загерметизированы. Чаще всего для этого используют ФУМ ленту. Иногда для подключения эжектора к насосной станции применяют не металлопластиковые трубы, а конструкции из полиэтилена.

Для их монтажа следует использовать особые обжимные элементы, а цанговые зажимы, которые хороши для металлопластика, в этой ситуации не подойдут.

Порядок подключения труб

О том, с помощью каких именно труб будет подключен выносной эжектор, следует подумать заранее. Полиэтиленовые конструкции хорошо гнутся при нагреве, что позволяет обойтись без уголков при подключении эжектора. Трубу просто сгибают в подходящем месте и под нужным углом, а затем присоединяют к эжектору.

Итак, устройство имеет три выхода, к каждому из которых следует подключить соответствующую трубу. Сначала обычно устанавливают трубу, через которую будет выполняться забор воды из источника. Она присоединяется к боковому выходу из эжектора.

На конце этой трубы в обязательном порядке устанавливается обратный клапан, а также сетчатый фильтр. Эта труба должна быть достаточно длинной, чтобы опуститься глубоко под воду. Но не стоит производить забор воды у самого дна источника, поскольку это может привести к засорению эжектора, даже несмотря на наличие фильтра.

Затем можно присоединить трубу к нижнему концу эжектора, в котором установлен зауженный штуцер. Это магистраль, по которой производится рециркуляция воды. Второй конец этой трубы следует подключить к емкости, из которой будет отбираться вода для создания обратного потока.

Третья труба – это обычная водопроводная магистраль. Одним концом она монтируется на верхний патрубок эжектора, а второй присоединяют к поверхностному насосу. Следует помнить, что диаметр трубы, по которой выполняется забор воды из источника, должен превышать размеры трубы, по которой вода подается в эжектор.

Если на подаче использована дюймовая труба, то для всасывания рекомендуется брать трубу на четверть дюйма больше. После того, как все соединения выполнены, эжектор опускают в воду.

Перед первым пуском системы ее необходимо заполнить водой. Насос заливают через специальное отверстие. Трубы, ведущие к эжектору, также необходимо залить водой.

Стартовый запуск и дальнейшая эксплуатация

Первичный запуск насосной станции рекомендуется выполнять по следующей схеме:

1. Залить воду в насос через специальное отверстие.
2. Перекрыть кран, по которому вода поступает из насосной станции в водопроводную систему.
3. Включить насос примерно на 10-20 секунд и сразу отключить.
4. Открыть кран и стравить часть воздуха из системы.
5. Повторять цикл кратковременных включений/отключений насоса в сочетании со стравливанием воздуха до тех пор, пока трубы не заполнятся водой.
6. Снова включить насос.
7. Дождаться заполнения гидроаккумулятора и автоматического отключения насоса.
8. Открыть любой водопроводный кран.
9. Подождать, пока вода вытечет из гидроаккумулятора, и насос включится в автоматическом режиме.

Если при пуске системы с эжектором вода не пошла, возможно, в трубы каким-то образом просачивается воздух, или же первоначальная заливка водой не была выполнена правильно. Имеет смысл проверить наличие и состояние обратного клапана. Если его нет, вода просто будет выливаться в скважину, а трубы останутся пустыми.

Эти моменты следует учесть и при использовании насосной станции с эжектором, которая запускается после длительного хранения. Обратный клапан, целостность труб и герметичность соединений лучше всего проверить сразу же.

Если все в порядке, а вода не поступает, нужно проверить напряжение, поступающее к насосной станции. Если оно слишком низкое, насос просто не может работать в полную мощность. Следует наладить нормальное электропитание оборудования, и проблема исчезнет.

Если эжектор нужен для улучшения напора воды в системе, а не для увеличения глубины забора воды, можно использовать описанную выше модель самодельного эжектора.

Но его не нужно погружать в воду, можно разместить в удобном месте возле поверхностного насоса. В этом случае эжектор будет работать примерно так же, как и встроенная модель промышленного производства.

Выводы и полезное видео по теме

В этом видеоматериале подробно рассмотрен вопрос глубины всасывания поверхностного насоса и варианты решения проблемы с помощью эжектора:

Здесь наглядно продемонстрирован принцип работы эжектора:

Эжектор – несложное, но очень полезное устройство. Это удобный и практичный способ улучшить характеристики работы насосного оборудования в частном доме. Но монтаж эжектора, особенно выносной модели, должен быть выполнен правильно, только так можно обеспечить заметное повышение напора воды.

Всем заинтересованным в вопросе выбора и подключения эжектора, предлагаем присоединится к обсуждениям и оставлять комментарии к статье. Форма для комментариев находится ниже.